CN109568847A - 一种具有反抛功能的遥控灭火装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有反抛功能的遥控灭火装置，属于消防特种设备技术领域。包括灭火剂存贮装置、控制模块、抛射装置、推板、击发装置、上壳体、下壳体和强力双面粘，还包括发射模块。灭火剂存贮装置用以提供灭火所需物质，控制模块接收发射模块发送的指令信息后，启动抛射装置，抛射装置用以推动灭火剂存贮装置和分散装置，击发装置用以感受撞击并将灭火剂存贮装置在空中分散，上壳体和下壳体外形构成圆形，为灭火球提供强度保护，强力双面粘快速稳定灭火球的姿态，本发明可远程操控，且整体结构具有不倒翁特性，在火场环境下，能使得灭火剂贮存装置在空中有效弥散，具有较好的灭火效果。
Description
技术领域
本发明公开了一种具有反抛功能的遥控灭火装置，属于消防特种设备技术领域。
背景技术
随着我国经济的发展，各种高层建筑不断涌现，现代化的建筑规模大、标准高、人员密集、设备众多。但高楼火灾事故也随之上升。目前的消防灭火装备能力与高层建筑的发展严重失衡。消防灭火装备的机动性差，加之周边环境影响等诸多因素，已经成为制约高楼火灾有效扑救的致命缺陷。
目前，对于灭火装置的安全性和灭火效果的设计成为重中之重，球形灭火装置适用于人员难以接近的火灾场合，具有简单、安全的灭火特点。
目前国内外球形灭火装置的触发方式分为主动式和被动式两种。主动触发方式采用延时触发原理，投掷前，将起爆系统的保险装置解除，起爆控制装置开始计时，计时长度一般在设计时就会相应确定，在计时结束后爆炸进行灭火。被动触发方式采用撞击触发原理，灭火装置达到落点后，触发爆炸进行灭火。无论是主动还是被动触发，在实际运用中都存在不足。目前市面上研制的灭火装置都是在地面作用，受地形等因素限制，灭火效果不佳，无法实现大范围的灭火；且灭火装置多是用火药绳引燃，火药绳的燃烧时间散布范围大，容易出现灭火装置未达到火场中，在火场外围即作用的情况。
通常发生火灾时，火势都是向上运动的，而一般的灭火装置扔进建筑物后，只能扑灭地面的火焰，而难以有效扑灭地面以上或墙壁以及天花板上的火源，因此其应用受到限制，且灭火效果一般。
发明内容
本发明为解决现有技术的缺陷和不足，提供了一种具有反抛功能的遥控灭火装置，该灭火球可遥控发送动作指令，且可在空中作用，使得灭火效能得到充分发挥，尤其适用于复杂的室内环境。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有反抛功能的遥控灭火装置，其特征在于，包括灭火剂存贮装置、控制模块、抛射装置、推板、击发装置、上壳体、下壳体、强力双面粘，还包括发射模块；
所述灭火剂存贮装置用以提供灭火所需物质，包括超细干粉和基于3D打印技术制作的内部镂空的腔室，腔室材料为塑料材料，采用超细干粉作为灭火剂，是因为其灭火速率是水系列灭火剂的40倍以上，灭火效率是普通干粉灭火剂的6～10倍，可以在最短的时间内达到最大的灭火效果，采用基于3D打印技术制作的内部镂空的腔室，且腔室材料为塑料材料，是因为3D打印技术是材料堆叠的方式制作零件，内部可以中空，如果用传统的机械加工方式，则需要加工腔室的腔体和腔盖，还要加工螺纹或螺钉孔，实现腔体和腔盖的连接，而利用3D打印技术制作一个内部镂空的腔室就可以等效传统的腔体和腔盖，腔室3D打印完成后，只需开一个小孔，方便往腔室内部注入超细干粉即可，腔室材料选用塑料材料，便于分散装置爆炸后将超细干粉和腔室炸开，有利于超细干粉分散。
所述控制模块由信息处理模块、纽扣锂电池、接收模块、温度传感器和本体构成，纽扣锂电池用环氧灌注胶灌封在本体内，为信息处理模块、接收模块和温度传感器供电，当接收模块接收到发射模块发送的启动指令后，接收模块将信息传递给信息处理模块，同时当温度传感器感受到外界温度较高时，温度传感器将信息传输给信息处理模块，在上述两个条件同时具备的条件下，信息处理模块启动点火管；
所述抛射装置主要由抛射药盒、点火管、接电柱和抛射体构成，抛射药盒主要由双醋粒11、硝基软片和盒体构成，双醋粒11装入盒体内，硝基软片覆盖双醋粒11，接电柱为两个铍青铜圆柱体结构，选用铍青铜是因为其具有良好的导电性和变形延展性，两个接电柱分别连接到点火管的引线上，接电柱接电后，为点火管提供电能，点火管作用后，引爆抛射药盒，抛射药盒为置于抛射装置上的灭火剂存贮装置和击发装置提供动能；
所述推板的形状为“几”形，如此设置，最大限度的利用空间，提高灭火剂贮存装置的质量，材料为孔隙率为60％～70％的3D打印的钢材料，孔隙内灌注J-2090韧性环氧树脂，推板起到缓冲防护作用，防止抛射装置作用时，冲击力冲击灭火剂存贮装置，造成灭火剂存贮装置的损坏，这是因为采用孔隙率为60％～70％的3D打印的钢材料，孔隙内灌注J-2090韧性环氧树脂这种形式，具有质轻、高比刚度、良好的高阻尼减震性能及冲击能量吸收率，其阻尼性能为45号钢的5～10倍，例如孔隙率为70％的钢发生45％变形时，可吸收3.5MJ/cm3以上的能量；
所述击发装置包括击针、击针簧、针刺雷管、黑火药、壳体和小压螺，其中击针、击针簧和针刺雷管置于壳体内，击针簧处于压缩状态，压缩量为10％～15％，击针簧平时约束击针，使击针远离针刺雷管，击针底部尖端距离针刺雷管7mm～10mm，防止击针平时的振动、碰撞等意外情况下击发针刺雷管，击针上端露出壳体的上端面10mm，黑火药置于壳体内，当针刺雷管被击针击发后，针刺雷管起爆黑火药，击发装置置于灭火剂存贮装置中部，为灭火剂存贮装置提供分散的动能；
所述上壳体和下壳体通过粘接或者焊接的方式连接在一起，上壳体和下壳体的外形构成圆形，且下壳体的底部不具有圆弧，为光滑的平面，下壳体的底部还具有凹槽，凹槽内放置强力双面粘，上壳体和下壳体为灭火装置提供强度保护；
所述发射模块与控制模块中的接收模块相互匹配，用以向接收模块发送指令。
进一步的，所述整个灭火装置的重心位于下端，处于控制模块的内部，上壳体和下壳体具有不倒翁特性，使得灭火剂存贮装置运动稳定后处于正上方。
进一步的，所述抛射药盒中的双醋粒11的质量m1与由灭火剂存贮装置和击发装置构成的质量m2的关系为m1＝(0.003～0.008)m2，且双醋粒11的质量m1大于4克，如此设置，是根据试验数据，在此质量比范围内，既不浪费双醋粒11，又能确保抛射药盒中的双醋粒11能可靠将灭火剂存贮装置和分散装置推到高空，升空高度在3.5米～5米，而一般高层住宅楼房的层高在2.8米，如此设置，确保击发装置可靠触碰天花板。
进一步的，所述击发装置中黑火药的质量m3与灭火剂存贮装置的质量m4的关系为0.006m4≤m3≤0.009m4。如此设置，是根据试验数据，在此质量关系范围内，黑火药爆炸后，其爆炸动能能可靠将灭火剂存贮装置在空中进行分散，超过此范围，即使增加黑火药的用量，黑火药的爆炸动能将灭火剂存贮装置在空中分散的效果并没有增加，因此在此范围内的黑火药的用量效果最佳。
进一步的，所述上壳体和下壳体的连接强度低于灭火剂存贮装置的腔室的强度。
进一步的，所述信息处理模块为ARM处理器或单片机。
进一步的，所述发射模块和接收模块信息传输方式为Wife、蓝牙、Zigbee中的任意一种无线传输模式。
本发明的工作原理如下：
当某处建筑物发生火灾时，将本灭火球从外面(如窗户或门)扔进发生火灾的建筑物内，由于本灭火装置的上壳体和下壳体构成圆形结构，本灭火球在扔进建筑物后，会沿着地面滚动，由于本灭火装置的下壳体底部为平面，且含有强力双面粘，一旦其底部的强力双面粘触碰到地面，则强力双面粘立即粘附地面，上壳体的顶部为圆弧，且整个灭火装置的结构具有不倒翁的特性，因此灭火装置可快速稳定，且最终稳定后，整个灭火装置的灭火剂存贮装置处于上方，控制模块处于下方。
操作人员通过发射模块给控制模块中的接收模块发送启动指令，接收模块接到指令后，将信息传递给信息处理模块，同时温度传感器感受到外界温度情况，当信息处理模块接收到接收模块传递的启动指令，同时又接收到温度传感器传递的高温信息时，信息处理模块给点火管供电，引爆抛射药盒中的双醋粒11，双醋粒11作用后产生动能，推动抛射装置上的推板、灭火剂存贮装置和击发装置向上运动，由于上壳体和下壳体的连接强度较弱，灭火剂存贮装置向上运动时，推开上壳体，当击发装置向上运动撞击到天花板时，击针克服击针簧的抗力运动，击针戳击针刺雷管，引燃黑火药爆炸，为灭火剂存贮装置提供分散的动能，灭火剂存贮装置中的超细干粉在空中分散，具有较好的弥散性，灭火效能较高。
本发明的有益效果如下：
a)通过发射模块和接收模块的设置，可实现远程通信，保证操作人员安全，同时设置温度传感器，保证了灭火装置不会出现误判；
b)整个结构具有不倒翁的特性，且设置强力双面粘，利用双面粘的粘性，使得灭火装置可以快速稳定，且稳定后，灭火剂存贮装置处于正上方，从而使得灭火装置可靠的实现抛射运动，
c)设置抛射装置，使得整个灭火装置具有抛射动能，能将灭火剂存贮装置抛射到空中作用，从而使得灭火装置的效能得到最大程度的发挥；
d)具有分散装置，可使灭火剂存贮装置在最有效的一定高空中灭火；
e)本发明操作简单，直接扔到火场环境，即可实现自动灭火功能，具有分散性好，弥散性强，灭火效能高等优点。
附图说明
图1为本发明一种具有反抛功能的遥控灭火装置的结构组成示意图；
图2为本发明控制模块的结构组成示意图；
图3为本发明抛射装置的结构组成示意图；
图4为本发明的击发装置结构组成示意图；
图5为本发明的工作原理图。
图中各数字代表的含义如下：
图1中：1—灭火剂贮存装置、2—控制模块、3—抛射装置、4—推板、5—击发装置、6—上壳体、7—下壳体、8—强力双面粘；
图2中：2-1—信息处理模块、2-2—纽扣锂电池、2-3—接收模块、2-4—温度传感器；
图3中：3-1—抛射药盒、3-2—点火管、3-3—接电柱、3-4—抛射体；
图4中：5-1—击针、5-2—击针簧、5-3—针刺雷管、5-4—黑火药、5-5—壳体、5-6—小压螺；
图5中：9—发射模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
一种具有反抛功能的遥控灭火装置的具体实施例，如图1所示，包括灭火剂存贮装置1、控制模块2、抛射装置3、推板4、击发装置5、上壳体6、下壳体7、强力双面粘8，还包括发射模块9；
所述灭火剂存贮装置1用以提供灭火所需物质，包括超细干粉1-1和基于3D打印技术制作的内部镂空的腔室1-2，腔室1-2材料为ABS塑料材料；
所述控制模块2如图2所示，由信息处理模块2-1、纽扣锂电池2-2、接收模块2-3、温度传感器2-4和本体2-5构成，信息处理模块2-1为ARM处理器或单片机，本实施例优选为stm32f103单片机，纽扣锂电池2-2用环氧灌注胶灌封在本体2-5内，为信息处理模块2-1、接收模块2-3和温度传感器2-4供电，当接收模块2-3接收到发射模块9发送的启动指令后，接收模块2-3将信息传递给信息处理模块2-1，同时当温度传感器2-4感受到外界温度较高时，温度传感器2-4将信息传输给信息处理模块2-1，在上述两个条件同时具备的条件下，信息处理模块2-1启动点火管3-2；
所述抛射装置3如图3所示，主要由抛射药盒3-1、点火管3-2、接电柱3-3和抛射体3-4构成，抛射药盒3-1主要由双醋粒11、硝基软片和盒体构成，双醋粒11装入盒体内，硝基软片覆盖双醋粒11，双醋粒11的质量m1与由灭火剂存贮装置1和分散装置3构成的质量m2的关系为m1＝(0.003～0.008)m2，且双醋粒11的质量m1大于4克，本实施例选取的双醋粒11的质量m1为4.5克，灭火剂存贮装置1和分散装置3构成的质量m2为1.4千克；
接电柱3-3为两个铍青铜圆柱体结构，接电柱3-3固定于本体2-5上，分别连接到点火管3-2的引线上，接电柱3-3接电后，为点火管3-2提供电能，点火管3-2作用后，引爆抛射药盒3-1，抛射药盒3-1为置于抛射装置3上的灭火剂存贮装置1和击发装置5提供动能；
所述推板4的形状为“几”形，为孔隙率为60％～70％的3D打印的钢材料，孔隙内灌注J-2090韧性环氧树脂，上端放置灭火剂存贮装置1，下端放置抛射装置3，推板4起到缓冲防护作用，防止抛射装置3作用时，冲击力冲击灭火剂存贮装置1，造成灭火剂存贮装置1的损坏；
所述击发装置5如图4所示，包括击针5-1、击针簧5-2、针刺雷管5-3、黑火药5-4、壳体5-5和小压螺5-6，其中击针5-1、击针簧5-2和针刺雷管5-3置于壳体5-5内，击针簧5-2处于压缩状态，压缩量为10％～15％，击针簧5-2平时约束击针5-1，使击针5-1远离针刺雷管5-3，击针5-1底部尖端距离针刺雷管5-3的距离为7mm～10mm，防止击针5-1平时的振动、碰撞等意外情况下击发针刺雷管5-3，击针5-1上端露出壳体5-5的上端面10mm，黑火药5-4置于壳体5-5内，黑火药5-4的质量m3与灭火剂存贮装置1的质量m4的关系为0.006m4≤m3≤0.009m4，本实施例优选黑火药5-4的质量m3为8克，灭火剂存贮装置1的质量m4为1.25千克，黑火药5-4置于灭火剂存贮装置1的中部，当针刺雷管5-3被击针5-1击发后，针刺雷管5-3起爆黑火药5-4，击发装置5置于灭火剂存贮装置1中部，为灭火剂存贮装置1提供分散的动能；
所述上壳体6和下壳体7通过粘接或者焊接的方式连接在一起，上壳体6和下壳体7的外形构成圆形，且下壳体7的底部不具有圆弧，为光滑的平面，下壳体7的底部还具有凹槽，凹槽内放置强力双面粘8，上壳体6和下壳体7为灭火装置提供强度保护，上壳体6和下壳体7的连接强度低于灭火剂存贮装置1的腔室1-2的强度。
所述发射模块9与控制模块2中的接收模块2-3相互匹配，用以向接收模块2-3发送指令。发射模块9和接收模块2-3信息传输方式为Wife、蓝牙、Zigbee中的任意一种无线传输模式。
更优的，所述整个灭火装置的重心位于下端，处于控制模块2的内部，上壳体6和下壳体7具有不倒翁特性，使得灭火剂存贮装置1在灭火装置运动稳定后处于正上方。
本实施例的工作原理如图5所示，当某处建筑物发生火灾时，将本灭火装置从外面(如窗户或门)扔进发生火灾的建筑物内，由于本灭火装置的上壳体6和下壳体7构成圆形结构，本灭火装置在扔进建筑物后，会沿着地面滚动，由于本灭火装置的下壳体7底部为平面，上壳体6的顶部为圆弧，且整个灭火装置的结构具有不倒翁的特性，因此最终稳定后，整个灭火装置的灭火剂存贮装置1处于上方，控制模块2处于下方，且下壳体7在滚动时，一旦其底部的强力双面粘8触碰到地面，则强力双面粘8立即粘附地面，使得灭火装置快速稳定。
操作人员通过发射模块9给控制模块2中的接收模块2-3发送启动指令，接收模块2-3接到指令后，将信息传递给信息处理模块2-1，同时温度传感器2-4感受到外界温度情况，当信息处理模块2-1接收到接收模块2-3传递的启动指令，同时又接收到温度传感器2-4传递的高温信息时，信息处理模块2-1给点火管3-2供电，点火管3-2引爆抛射药盒3-1中的双醋粒11，双醋粒11作用后产生动能，推动抛射装置3上的推板4、灭火剂存贮装置1和击发装置5向上运动，由于上壳体6和下壳体7的连接强度较弱，灭火剂存贮装置1向上运动时，推开上壳体6，当击发装置5向上运动撞击到天花板时，击针5-1克服击针簧5-2的抗力运动，击针5-1戳击针刺雷管5-3，引燃黑火药5-4，黑火药5-4爆炸，为灭火剂存贮装置1提供分散的动能，灭火剂存贮装置1中的超细干粉1-1在空中分散，具有较好的弥散性，灭火效能较高。
本实施例的灭火球的总重为1.6千克，试验效果表明，将本实施例投入火场内，发送动作指令后，现场查看灭火效果，本实施例能将28m3空间内的火源有效扑灭，尤其是屋顶天花板部分通常难以扑灭的地方也被有效扑灭，并且响应时间较快。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种具有反抛功能的遥控灭火装置，其特征在于，包括灭火剂存贮装置(1)、控制模块(2)、抛射装置(3)、推板(4)、击发装置(5)、上壳体(6)、下壳体(7)、强力双面粘(8)，还包括发射模块(9)；
所述灭火剂存贮装置(1)用以提供灭火所需物质，包括超细干粉(1-1)和基于3D打印技术制作的内部镂空的腔室(1-2)，腔室(1-2)材料为塑料材料；
所述控制模块(2)由信息处理模块(2-1)、纽扣锂电池(2-2)、接收模块(2-3)、温度传感器(2-4)和本体(2-5)构成，纽扣锂电池(2-2)用环氧灌注胶灌封在本体(2-5)内，为信息处理模块(2-1)、接收模块(2-3)和温度传感器(2-4)供电，当接收模块(2-3)接收到发射模块(9)发送的启动指令后，接收模块(2-3)将信息传递给信息处理模块(2-1)，同时当温度传感器(2-4)感受到外界温度较高时，温度传感器(2-4)将信息传输给信息处理模块(2-1)，在上述两个条件同时具备的条件下，信息处理模块(2-1)启动点火管(3-2)；
所述抛射装置(3)主要由抛射药盒(3-1)、点火管(3-2)、接电柱(3-3)和抛射体(3-4)构成，抛射药盒(3-1)主要由双醋粒11、硝基软片和盒体构成，双醋粒11装入盒体内，硝基软片覆盖双醋粒11，接电柱(3-3)为两个铍青铜圆柱体结构，接电柱(3-3)固定于本体(2-5)上，分别连接到点火管(3-2)的引线上，接电柱(3-3)接电后，为点火管(3-2)提供电能，点火管(3-2)作用后，引爆抛射药盒(3-1)，抛射药盒(3-1)为置于抛射装置(3)上的灭火剂存贮装置(1)和击发装置(5)提供动能；
所述推板(4)的形状为“几”形，为孔隙率为60％～70％的3D打印的钢材料，孔隙内灌注J-2090韧性环氧树脂，上端放置灭火剂存贮装置(1)，下端放置抛射装置(3)，推板(4)起到缓冲防护作用，防止抛射装置(3)作用时，冲击力冲击灭火剂存贮装置(1)，造成灭火剂存贮装置(1)的损坏；
所述击发装置(5)包括击针(5-1)、击针簧(5-2)、针刺雷管(5-3)、黑火药(5-4)、壳体(5-5)和小压螺(5-6)，其中击针(5-1)、击针簧(5-2)和针刺雷管(5-3)置于壳体(5-5)内，击针簧(5-2)处于压缩状态，压缩量为10％～15％，击针簧(5-2)平时约束击针(5-1)，使击针(5-1)远离针刺雷管(5-3)，击针(5-1)底部尖端距离针刺雷管(5-3)7mm～10mm，防止击针(5-1)平时的振动、碰撞等意外情况下击发针刺雷管(5-3)，击针(5-1)上端露出壳体(5-5)的上端面10mm，黑火药(5-4)置于壳体(5-5)内，当针刺雷管(5-3)被击针(5-1)击发后，针刺雷管(5-3)起爆黑火药(5-4)，击发装置(5)置于灭火剂存贮装置(1)中部，为灭火剂存贮装置(1)提供分散的动能；
所述上壳体(6)和下壳体(7)通过粘接或者焊接的方式连接在一起，上壳体(6)和下壳体(7)的外形构成圆形，且下壳体(7)的底部不具有圆弧，为光滑的平面，下壳体(7)的底部还具有凹槽，凹槽内放置强力双面粘(8)，上壳体(6)和下壳体(7)为灭火装置提供强度保护；
所述发射模块(9)与控制模块(2)中的接收模块(2-3)相互匹配，用以向接收模块(2-3)发送指令。
2.根据权利要求1所述的一种具有反抛功能的遥控灭火装置，其特征在于，所述整个灭火装置的重心位于下端，处于控制模块(2)的内部，上壳体(6)和下壳体(7)具有不倒翁特性，使得灭火剂存贮装置(1)运动稳定后处于正上方。
3.根据权利要求1所述的一种具有反抛功能的遥控灭火装置，其特征在于，所述抛射药盒(3-1)中的双醋粒11的质量m1与由灭火剂存贮装置(1)和击发装置(5)构成的质量m2的关系为m1＝(0.003～0.008)m2，且双醋粒11的质量m1大于4克。
4.根据权利要求1所述的一种具有反抛功能的遥控灭火装置，其特征在于，所述击发装置(5)中黑火药(5-2)的质量m3与灭火剂存贮装置(1)的质量m4的关系为0.006m4≤m3≤0.009m4。
5.根据权利要求1所述的一种具有反抛功能的遥控灭火装置，其特征在于，所述上壳体(6)和下壳体(7)的连接强度低于灭火剂存贮装置(1)的腔室(1-2)的强度。
6.根据权利要求1所述的一种具有反抛功能的遥控灭火装置，其特征在于，所述信息处理模块(2-1)为ARM处理器或单片机。
7.根据权利要求1所述的一种具有反抛功能的遥控灭火装置，其特征在于，所述发射模块(9)和接收模块(2-3)信息传输方式为Wife、蓝牙、Zigbee中的任意一种无线传输模式。
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